11认识数控机床的电气系统
数控机床电气控制
二、数控机床的特点
（1）加工精度高，质量稳定。 （2）能完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件加工。 （3）生产效率高。 （4）对产品改型设计的适应性强。 （5）有利于制造技术向综合自动化方向发展。 （6）监控功能强，具有故障诊断的能力。 （7）减轻了工人的劳动强度，并改善了劳动条件。
第四节数控机床的产生及发展 一、数控机床的产生
5按低压电器型号分类 （1）刀开关H。 （2）熔断器R。 （3）断路器D。 （4）控制器K。 （5）接触器C。 （6）起动器Q。 （7）控制继电器J。 （8）主令电器L。 （9）电阻器Z。 （10）变阻器B。 （11）调整器T。 （12）电磁铁M。 （13）其他A。
二、低压电器的结构 （一）电磁机构
而且要求刀具由一点到另一点之间的运动轨迹为一条直线，并能控 制位移的速度。 （3）轮廓控制系统
也称连续控制系统。其特点是能够同时对两个或两个以上的坐 标轴进行连续控制。
2. 按伺服系统控制方式分类 （1）开环伺服系统
数控装置根据信息载体上的指令信号，经控制运算发出指令脉
冲，使伺服驱动元件转过一定的角度，并通过传动齿轮、滚珠丝杠 螺母副，使执行机构(如工作台)移动或转动。 （2）闭环伺服系统
（2）改变非磁性垫片的厚度。 （3）调节螺丝，可以改变初始气隙的大小。 2电磁式继电器的特性
继电器的主要特性是输入/输出特性，又称为继电特性，
二、中间继电器 中间继电器实质上是一种电压继电器，它是根据输入电压有
无而动作的，一般触点对数多，触点容量额定电流为5～10 A左右。 中间继电器体积小，动作灵敏度高，一般不用于直接控制电
其位置检测元件直接对工作台的实际位置进行检测，理论上
讲，可以消除整个驱动扣传动环节的误差、间隙和失动量，具有很 高的位置控制精度。 （3）半闭环伺服系统
数控机床的电气控制系统
为保证螺纹车削加工时主轴转一圈，刀架移动一个导程 （即被加工螺纹导程）。主轴箱的左侧安装了一光电 编码器配合纵向进给交流伺服电动机，主轴至光电编 码器的齿轮传动比为1:1。
数控机床的电气控制系统
2021/5/25
1．HANUC系统的上电回路 如图4-17所示，SB1为接操作面板上的“电源开”按钮，连接其常开触 点， SB2为操作面板上的“电源关”按钮，连接其常闭触点。
图4-17 上电回路
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2．交流接触器的控制回路 交流接触器的回路连接如图4-18所示，图中KM表示交流接触器 线圈或触点，KA表示中间直流继电器的常开或常闭触点。
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5．强电主回路的设计
强电主回路如图4-16所示，从电网上接入三相交流380V电源， 实现到主轴电动机、冷却电动机、润滑电动机等的主回路。
图4-16 强电主回路
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2021/5/25
4.3.3 强电控制回路的设计
数控系统采用深圳市海纳科数控科技有限公司生产的AE08数控系统，AE-08系统是以嵌入式 PC 为平台，率先 采用DSP运动控制模块的闭环控制系统，并且具备速 度和加速度前馈控制，使得整机具有良好的加工精度 和动态性能。系统可同时控制4个伺服运动轴，采用模 拟量电压控制，速度指令给定电压为−10V～+10V，还 可以实现脉冲型运动控制。系统具有丰富的加工功能， 指令代码兼容FANUC 0系统指令集，同时具有良好的 结构性、可操作性和可扩展性。
数控机床的电气识图知识讲义(1)
数控机床的电气识图知识讲义(1)数控机床的电气识图知识讲义一、数控机床的概述数控机床是通过数控系统控制机床运动轨迹，加工出带有一定形状、尺寸和位置精度的零部件的机床。
数控机床具有高精度、高效率、高自动化程度等优点，已经成为现代工业生产的重要设备之一。
二、数控机床的电气系统概述数控机床的电气系统包含了控制系统、馈电系统和驱动系统。
控制系统由计算机和各种控制卡组成，用于对机床的运动、工艺、参数等进行控制，馈电系统用于为各个系统供电，包括中高压电源、低压电源、电源滤波等设备，驱动系统用于控制电机运动，主要包括伺服驱动器、步进驱动器等。
三、数控机床的电气识图知识电气识图是指根据机床电气装置的原理和构造，把各种元器件、接线、继电器和开关量用符号组合成为可以表示各种电气控制功能的电路图。
数控机床的电气识图知识主要包括以下几个方面：1.通用符号标记方法通用符号标记方法是电气图中的一种语言，电气工作者通过共同的符号加强交流与合作，如在电气图中用矩形表示接通开关，用箭头表示指向机床速度的电流等。
2.电气图的绘制方法电气图的绘制方法有线路独立法和递进法两种，线路独立法是指将各个元器件的连线竖直排列在同一画面上；递进法是指将各个元器件的连线按照部件的递进顺序排列，且相邻部件将其点和线连接。
3.控制电路的绘制方法控制电路是数控机床中的核心部分，其绘制要注意控制功能的准确表示，包括输入模块、输出模块、中间模块和整体模块等。
4.梯形图的绘制方法梯形图是控制电路中常用的一种表示方法，一条竖直的线代表一个输入端子，横线表示各种条件和控制逻辑的连接。
5.电气故障诊断的方法数控机床的电气系统非常复杂，一旦出现故障很难判断其具体原因。
故障诊断方法主要包括了精细化的电气设备维护、系统层次的排除故障等，维修工具和资料准备与技术培训不可或缺。
四、总结数控机床的电气识图知识对于数控机床的正常运行和人员维护是非常重要的，只有掌握了数控机床的相关知识，才能更好的进行机床维护和故障排除。
数控机床的电气识图知识讲义PPT课件( 25页)
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16、人生在世：可以缺钱，但不能缺德;可以失言，但不能失信;可以倒下，但不能跪下;可以求名，但不能盗名;可以低落，但不能堕落;可以放松，但不能放纵;可以虚荣，
但不能虚伪;可以平凡，但不能平庸;可以浪漫，但不能浪荡;可以生气，但不能生事。
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17、人生没有笔直路，当你感到迷茫、失落时，找几部这种充满正能量的电影，坐下来静静欣赏，去发现生命中真正重要的东西。
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13、认识到我们的所见所闻都是假象，认识到此生都是虚幻，我们才能真正认识到佛法的真相。钱多了会压死你，你承受得了吗?带，带不走，放，放不下。时时刻刻发
悲心，饶益众生为他人。
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14、梦想总是跑在我的前面。努力追寻它们，为了那一瞬间的同步，这就是动人的生命奇迹。
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15、懒惰不会让你一下子跌倒，但会在不知不觉中减少你的收获;勤奋也不会让你一夜成功，但会在不知不觉中积累你的成果。人生需要挑战，更需要坚持和勤奋!
河的美丽，是展现在它波涛汹涌一泻千里的奔流中。
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8、有些事，不可避免地发生，阴晴圆缺皆有规律，我们只能坦然地接受;有些事，只要你愿意努力，矢志不渝地付出，就能慢慢改变它的轨迹。
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9、与其埋怨世界，不如改变自己。管好自己的心，做好自己的事，比什么都强。人生无完美，曲折亦风景。别把失去看得过重，放弃是另一种拥有;不要经常艳羡他人，
7、过载电路的控制。当交流电 机处于过载状态，造成热继电 器动作（不易发现需用表检测） 或断路器断开（容易发现）其 辅助触点会处于断开状态，通
知系统产生报警。
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1、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。
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2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。
数控机床电气控制 第一章 数控机床电气系统
模块一 数控机床电器系统
三、低压断路器的图形符号和文字符号
QF
模块一 数控机床电器系统
四、低压断路器的主要技术参数
额定电压 额定电流 极数 脱扣器型 整定电流范围 分断能力 动作时间等
模块一 数控机床电器系统
五、低压断路器的选用原则
1）根据电气装臵的要求确定断路器的类型 2）根据对线路的保护要求确定断路器的保护形式 3）低压断路器的额定电压和额定电流应大于或等于线路、 设备的正常工作电压和工作电流 4）低压断路器的极限通断能力大于或等于电路最大短路 电流 5）欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压 6）过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载 电流
二、低压电器的发展方向
目前正沿着体积小、重量轻、安全可靠、 使用方便的方向发展，大力发展电子化 的新型控制电器，如接近开关、光电开 关、电子式时间继电器、固态继电器与 接触器等以适应控制系统迅速电子化的 需要。
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模块一 数控机床电器系统
1.1.2 主令电器
主令电器是用来发布命令、改变控制系 统工作状态的电器。
空气阻尼式 电磁式 电动式 电子式等。
通电延时型 断电延时型
按延时方式分
按工作原理分
数控机床中一般由计算机软件实现时间控制。
模块一 数控机床电器系统
按工作原理分为
电容型
永久磁铁型 霍尔效应型
模块一 数控机床电器系统
三、接近开关
4、高频振荡型接近开关
金 属 体 感 应 头 高频 振荡器 整形放大器 交变磁场 信号输出
振荡线圈
无金属体接近 金属体接近
振荡器振荡后，在感应头的感应面上产生交变磁场，当金属物体进入高频振荡器 的线圈磁场（感应头）时，金属体内部产生涡流损耗，吸收了振荡器的能量，使 振荡减弱以致停振。振荡与停振两种不同的状态，由整形放大器转换成二进制的 开关信号，从而达到检测有无金属物的目的。
数控机床电气系统
位置检测
控制 系统
3）开环控制：指控制装置与倍控对象之间只有顺向作用而没有反向联系 的控制过程。
特点：系统的输出量不会对系统的控制产生影响，是按给定量进行控制 的，即控制作用是输入量产生的，给定一个输入量就会有一个输出量 相对应，控制精度取决于所用的元件和校准的精度。自动修正偏差的 能力，抗扰动性差。但结构简单、调整方便，成本低在精度要求不高 或扰动影响小的情况下有实用价值。
数控机床电气控制系统作用
• 主轴驱动系统：接受来自CNC的驱动指令， 经速度与转矩(功率)调节输出驱动信号驱动 主电动机转动，同时接受速度反馈实施速 度闭环控制。它还通过PLC将主轴的各种现 实工作状态通告CNC用以完成对主轴的各 项功能控制。
数控机床电气控制系统作用
• 进给伺服系统：接受来自CNC对每个运动 坐标轴分别提供的速度指令，经速度与电 流(转矩)调节输出驱动信号驱动伺服电机转 动，实现机床坐标轴运动，同时接受速度 反馈信号实施速度闭环控制。它也通过PLC 与CNC通信，通报现时工作状态并接受 CNC的控制。
特点：无论什么原因使被控量偏离期望值而 出现偏差，必定产生一个相应控制作用去 减小或消除这个偏差，使被控量与期望值 一致。具有抑制内外扰动对被控量产生影 响的能力，具有较高的控制精度。
2）半闭环控制：闭环控制的反馈是将被控量直接测量 得到的，若将被控量通过间接测量得到，并反馈到 输入端进行比较，其偏差用于控制的方式。
对进给伺服系统的基本要求
1、高精度 数控机床的高精度、高效率很大程度取决于进给系统的性 能。伺服系统的精度主要指定位精度（一般机床1—5μm， 高精度数控为0.1μm）；检测元件的分辨率是决定系统分 辨率和脉冲当量的关键元件（一般数控机床分辨率为1μm， 高精度达0.1μm）
数控机床与数控机床的电气控制系统
数控机床与数控机床的电气控制系统现代社会最常用的办公工具就是计算机，随着计算机的应用，机械工业不在是以前的传统加工方法了，已经综合利用计算机、自动控制系统、传感元件等技术，数控机床就是综合利用机械、计算机、液压、启动等高效、自动化程度非常高的设备，数控机床电气系统是非常重要的部分，对于数控机床的电气工作原理要了解，对整个系统的电气控制元件要能设计，要可以独立选取，电气控制装置的应用是数控机床自动化水平的一个重要标致。
标签：数控机床；电气控制元件；电气工作原理1 数控机床电气控制技术在数控机床上起着非常重要的作用，数控机床是机械设备中机电一体化的一个体现，而它的控制系统又可以叫做CNC系统，数控机床的组成是由数控系统、伺服系统、主轴装置、数控机床的强电系统等，它的组成见图1。
通过图1可以看出CNC系统是整个数控机床的重要位置，是数控机床的控制中心，它是对操作系统中的语言进行分析整合，转化成控制信号，最终实现数控机床的加工。
数控机床和其他普通机床一样，都是主轴作主要的切削任务，而主轴的控制也是需要正反转，可以调速。
对于机床的进给运动，它的区别就是将原有机床的机械驱动变为电气控制驱动，实现自动控制，控制系统是伺服系统，对整个机床的工作台、电机、速度都可以监控，如图2。
在整个伺服控制系统中，主要是对终端执行件的监控，通过监控它们的速度、位置，将它们的信号反馈回来，在伺服系统和CNC中处理后，在对下一步进行指示。
2 电气控制元件数控机床电气控制元件的选择是对整个机床中所有应用的元件，电动机的选择，在数控机床结构中电动机是最重要的，电动机在负载工作时，电动机的额定功率要大于机床的需要功率：热电器的选择，热电器是对数控机床中电路的保护，它的选择是通过电动机的电流选择，一般是选择0.95～1.05倍的电动机额定电流。
中间继电器，它是控制整个数控机床电路中传递中间信号的元件，是增加触点数量的元件，它的选择也是通过电动机来选择。
数控机床的驱动电气系统讲稿(1)
数控机床的驱动电气系统讲稿(1)一、数控机床的驱动电气系统概述数控机床的驱动电气系统指的是数控机床的动力系统和运动控制系统中的部分或全部电气设备和电气控制器。
数控机床的驱动电气系统是数控机床的重要组成部分，它能够对数控机床的功能和性能产生重大影响。
二、数控机床的驱动电气系统的主要组成部分1. 动力系统：包括主轴电机、进给电机、液压元件等。
其中，主轴电机是数控机床的核心部件，其主要功能是提供主轴的动力，支撑数控机床的加工能力。
2. 伺服系统：包括伺服电机、伺服放大器、编码器等。
伺服系统是数控机床的运动控制系统的核心部件，其主要功能是实现数控机床的高精度位置控制。
3. PLC控制器：PLC控制器是数控机床的控制系统的核心部件，其主要功能是执行数字量的控制逻辑，保证各分系统之间有序协调的运作。
4. 驱动控制器：驱动控制器是数控机床的控制系统的核心部件，其主要功能是执行模拟量的控制逻辑，保证伺服系统的高精度位置控制。
三、数控机床的驱动电气系统的发展动向1. 静电伺服系统：静电伺服系统是一种新型的运动控制系统，其特点是响应快、精度高、稳态误差小、寿命长等，已成为数控机床驱动电气系统的发展趋势。
2. 高性能PLC控制器：随着数控机床的发展需求，PLC控制器的性能不断提升，已经能够满足数控机床对于控制系统的高速、高峰值和高效率的要求。
3. 高效节能驱动器：随着节能环保意识的提高，节能驱动器成为数控机床驱动电气系统的发展方向。
高效节能驱动器能够显著降低能耗，提高数控机床的生产效益。
四、数控机床的驱动电气系统的应用分析1. 精密加工：数控机床的驱动电气系统为精密加工提供了重要保障，其中伺服系统的高精度位置控制和PLC的稳定运行保证了加工的高精度和稳定性。
2. 复杂零部件加工：数控机床的驱动电气系统为复杂零部件的加工提供了可靠的保障，其中驱动控制器的高速响应和动态稳定性能保证了加工的高效率和高精度。
3. 集成化生产：数控机床的驱动电气系统可以与数控系统、CAD/CAM 系统等实现集成化生产，实现信息化、自动化的生产方式，降低生产成本，提高生产效益。
常用机床的电气控制
常用机床的电气控制1. 介绍机床是用来加工各种金属和非金属材料的设备。
在机床的工作过程中，电气控制起着至关重要的作用。
电气控制系统通常由多个电气元件和电路组成，用于控制机床的各个功能和动作。
本文将介绍常用机床的电气控制的基本原理和常见的电气控制元件。
2. 电气控制原理机床的电气控制原理是通过操纵电气信号来控制机床的各个功能和动作。
常用的电气控制原理包括开关控制原理、传感器控制原理和数控控制原理。
2.1 开关控制原理开关控制原理是通过机械开关或电磁开关来控制机床的各个功能和动作。
开关控制原理简单直接，适用于一些简单的机床。
例如，通过一个按钮开关来控制机床的启动和停止。
2.2 传感器控制原理传感器控制原理是通过感知机床的工作状态和环境变量来控制机床的各个功能和动作。
常用的传感器包括光电传感器、接近开关、温度传感器等。
例如，通过接近开关来感知工件位置，实现机床的自动送料功能。
2.3 数控控制原理数控控制原理是通过计算机数值控制来控制机床的各个功能和动作。
数控控制系统通常由计算机和运动控制卡等硬件组成，通过高速运算实现对机床的精确控制。
数控控制原理适用于复杂的机床，如铣床、钻床和刨床等。
3. 常见电气控制元件常见的电气控制元件包括开关、继电器、接触器、断路器、变压器和控制电缆等。
3.1 开关开关是最常见的电气控制元件之一，用于控制电路的通断。
常见的开关有按钮开关、转换开关和限位开关等。
按钮开关通常用于手动控制机床的启动和停止，转换开关用于切换机床的功能模式，而限位开关用于感知机床的位置和行程。
3.2 继电器继电器是一种电气控制元件，用于在电路中控制较大电流或电压。
继电器通常由电磁铁和触点组成，当电磁铁通电时，触点闭合或断开，从而控制电路的通断。
继电器可以用于控制机床的电机、灯光和报警等。
3.3 接触器接触器与继电器类似，也是一种用于控制较大电流或电压的电气控制元件。
接触器通常由电磁铁和触点组成，但与继电器不同的是，接触器的触点通常是常闭触点和常开触点的组合。
数控机床电气控制概述（小结）
数控机床电气控制概述（小结）数控机床电气控制概述（小结）1、常用名词的缩写：数控技术（NC）数控装置（CNC）加工中心（MC）刀具自动交换装置（ATC）工作台自动交换装置（APC）柔性加工单元（FMC）柔性制造系统（FMS）计算机集成制造系统（CIMS）柔性制造工厂（FA）2、常用名词解释：机床——工业母机。
数控技术（NC或CNC）——利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。
数控装置（CNC）——数控机床的核心。
数控机床——采用数字化控制的机床。
数控系统——用来实现数字化信息控制的硬件和软件的整体。
加工中心（MC）——带有刀具自动交换装置的数控机床（带有回转刀架的数控车床除外）。
柔性加工单元（FMC）——在加工中心的基础上通过增加多工作台（托盘或传送带）自动交换装置组成的加工单元。
柔性制造系统（FMS）——在FMC和加工中心的基础上，通过增加物流系统、工业机器人以及相关设备，并由中央控制系统进行集中、统一控制和管理的制造系统。
计算机集成制造系统（CIMS）——实现从市场预测、生产决策、产品设计、产品制造直到产品销售的全面自动化且需要发展车间制造过程自动化的完整生产制造系统。
插补——对刀具走刀轮廓进行细化或密集化的工作（在程控机床上无法实现）。
注：早期硬件逻辑控制——NC控制。
计算机更新到第三、四代时用软件控制——CNC控制。
3、常用名词间的关系：NC—→CNC—→MC—→FMC—→FMS—→CIMS—→FA↑↑ATC APC4、NC的四种含义：①：代表一种数控技术（广义）。
②：代表一种控制系统的实体（狭义）。
③：代表一种具体的控制装置（数控装置）。
④：代表一种名词如编程人员。
5、机床自动控制包括三方面内容：①：机床动作顺序控制。
②：机床动作功能控制（通过继电器、接触器、变频器、调速器来控制机床的启动、停止、润滑、自动换刀等）。
③：机床轨迹控制（包括移动速度、移动位置、移动轨迹的控制）。
认识数控机床的电气系统
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•计算机数控装置
认识数控机床的电气系统
• 三、伺服机构
11认识数控机床的电气 系统
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2020/12/8
认识数控机床的电气系统
•模块一 数控机床电气维修的基础 •任务一 认识数控机床的电气系统
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认识数控机床的电气系统
•1
•任务引入
•2
•任务目标
•3
•任务实施
•4
•知识内容
•5
•任务拓展
•6
•任务巩固
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•光栅
•光电编码器
认识数控机床的电气系统
•五、可编程控制器
• 可编程控制器（Programmable Controller，简称PC）是一 种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工业环境下 应用而设计。
• 六、机床本体
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• 典型数控车床的机床本体
认识数控机床的电气系统
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 数控机床电气系统包括交流主电路、机床辅助功能控制电 路和电子控制电路。
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•数控机床电气连接的实物图
认识数控机床的电气系统
•接线图
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•实物图
• •实物示意图
•强电连接•的部分实物图
认识数控机床的电气系统
•任务目 标
一、数控机床电气概述
• 什么是数控机床
用专业术语来说，数控机床即“数字程序控制 机床”(Numerically Controlled Machine Tool)， 是用数字和字母形式来表达工件的形状和尺寸 等技术要求及加工工艺要求，经过数控装置运 算，用数字代码信息(程序指令)控制刀具按给定 的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的 机床。
数控机床的分类
分类方法 机床类型
一般数控 按坐标轴 加工中心 多坐标 机床 系统控制 点位控制 直线控制 轮廓控制 特点 有无测量 开环 半闭环 闭环 装置 功能水平 经济型 普及型 高级型
数控系统控制特点可分为:
• • • • 点位控制 直线控制 轮廓控制（连 续轨迹控制）
• 只控制刀具或工作台 从一点移至另一点的 准确定位，然后进行 定点加工，而点与点 之间的路径不需控制。 • 如：数控钻床、数控 镗床、数控坐标镗床
• 可采用较大的切削量，有 效地节省了机动工时。 • 有自动换速、自动换刀和 其他辅助操作自动化等功 能，使辅助时间大为缩短， 而且无需工序间的检验与 测量 • 比普通机床的生产率高3～ 4倍甚至更高 • 时间利用率90％ • 普通机床30％～50％
数控机床的优点
• 适应性强 • 加工质量稳定 • 生产效率高
按照伺服系统的类型可分为
• 开环伺服机构 • 半闭环伺服机构 • 全闭环伺服机构
• 由步进电机驱动线路和 步进电机组成。每一脉 冲信号使步进电机转动 一定的角度，通过滚珠 丝杠推动工作台移动一 定的距离。 • 没有检测反馈装置。 • 控制精度取决于步进电 机和丝杠的精度。 • 比较简单，工作稳定， 易掌握使用，但精度和 速度的提高受到限制。
速度控制
执行电动机
半 闭 环 编 码 器
数控机床电气控制原理图 PPT
2.2.5 电气原理图识图
1、必须熟悉图中各器件的符号和作用。 2、识主电路 3、识控制电路 4、对于机电液配合比较紧密的生产机械，深入了解 机械传动和液压传动。 5、识读照明、信号指示、检测、保护等部分。 即：从机到电、先主后控、化整为零、连成系统
例1：
例1：
数控车床电气控制原理图分析
机床电气
机起 串动 KT得电 计时
KM2得电 电动机全压运行
停止
图中电动机由降压起动转为
全压运行后KM1和KT均断电，
起动
只有KM2得电。
按下SB1，电动机停
2 Y -△降压起动
⑴ 原理：起动时，定子绕组接成星形，每相绕组所承 受的电压为电源的相电压（220V），待转速上升到接 近额定转速时，再将定子绕组的接线换接成三角形， 每相绕组所承受的电压为电源的线电压（380V），电 动机进入全电压正常运行状态。 ⑵应用：用于正常运行时定子绕组为△联结的电动机。
二、能耗制动控制 原理： 电动机脱离三相交流电源后，在定子绕组 加直流电源，以产生起阻止旋转作用的静止磁场， 达到制动的目的。
二、能耗制动控制 1.单向能耗制动控制
工作原理：
按SB2
KM1通电
电动机起动
KM1断电 能耗 按SB1 KM2通电 制动
KT通电 延时
KM2断电（制动 结束）
桥式整流电路
的启动、运行（调速）、制动等继电器接触器控 制基本线路识图、绘图、设计等；
2.2.1 电气原理图图形符号和文字符号
1、文字符号 用来表示电气设备、装置、元器件的名称、功能、
状态和特征的字符代码。例如， FR表示热继电器。 2、图形符号
用来表示一台设备或概念的图形、标记或字符。 例如，“～”表示交流，R表示电阻等。
数控技术及应用第6章：数控机床的电气驱动
绿色化
随着环保意识的提高，未来数控机床电气 驱动系统将更加注重节数控机床电气驱动系统 的硬件组成
主轴电机及其驱动装置
主轴电机
用于驱动数控机床的主轴旋转，实现切削加工。
主轴驱动装置
控制主轴电机的启动、停止、转速和转向，确保主轴按照加工要求稳定运行。
进给电机及其驱动装置
精确控制。
进给电机控制软件的应用范围
03
广泛应用于数控机床、机器人、自动化生产线等机械设备中，
用于驱动工作台、机械臂等部件的移动。
电气驱动系统的故障诊断与维护
故障诊断软件的主要功能
通过采集电气驱动系统的运行数据，实时监测电气驱动系统的状态， 发现异常情况及时报警，并提供故障诊断和定位功能。
故障诊断软件的应用范围
用于降低数控机床在工作过程中 产生的热量，保持机床的稳定运 行和延长使用寿命。
03
数控机床电气驱动系统 的软件控制
主轴电机的软件控制
主轴电机控制软件的主要 功能
控制主轴电机的启动、停止、正反转、调速 等操作，确保主轴电机按照设定的参数和程 序运行。
主轴电机控制软件的实现方 式
通过PLC（可编程逻辑控制器）或专用控制器编写控 制程序，实现对主轴电机的精确控制。
数控车床的电气驱动系统主要用于控 制车床的主轴和进给轴，实现工件的 切削加工。
应用实例：某公司生产的数控车床采 用交流伺服电机驱动，具有高精度、 高效率的特点，广泛应用于汽车零部 件、轴承等行业的加工。
数控铣床的电气驱动系统应用实例
数控铣床的电气驱动系统主要用于控 制铣床的主轴、进给轴和旋转轴，实 现复杂零件的加工。
广泛应用于数控机床、自动化生产线等机械设备中，用于提高设备 的可靠性和稳定性，降低故障率。
3数控机床电气系统
SQ
SQ
常开（动合） 常闭（动断）
触点
触点
13
三、接近开关
接近开关又称无触点行程开关，它是一种非接 触型的检测装置。
1、作用：可以代替行程开关完成传动装置的位移控制
和限位保护，还广泛用于检测零件尺寸、测速和快速自 动计数以及加工程序的自动衔接等。
2、特点：工作可靠、寿命长、功耗低、重复定位精度
15
5、常用接近开关：主要系列产品有LJ2、LJ6、
LXJ18和35G等系列。
6、接近开关的文字符号及图形符号
SQ
SQ
a)动合触点 b)动断触点
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3.1.3 组合开关
常用在机床的控制电路中，作为电源的引入开关 或是自我控制小容量电动机的直接起动、反转、 调速和停止的控制开关等。
组合开关有单极、双极和多极之分。 它由动触片、静触片、转轴、手柄、凸轮、绝缘
杆等部件组成。当转动手柄时，每层的动触片 随转轴一起转动，使动触片分别和静触片保持 接通和分断。为了使组合开关在分断电流时迅 速熄弧，在开关的转轴上装有弹簧，能使开关 快速闭合和分断。
17பைடு நூலகம்
组合开关外形图
18
组合开关的图形符号和文字符号
Q
Q
（a）单极
（b）三极
组合开关的 额定电压 主要参数有 额定电流 有10A、25A、60A等
6
3.1.2 主令电器
主令电器是用来发布命令、改变控制系统工 作状态的电器。
主要有控制按钮、行程开关、接近开关开关 等。
7
一、控制按钮
按钮的外形图和结构 常用于接通和断开控制电路。
常闭触点
(a) 外形图
常开触点
(b) 结构
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路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
3.参数检查 法
4.同类对调法
10.原理分析 法
9.对比法
故障诊断 与维修方法
5.备板置换法 6.隔离法
8.敲击法
7.升降温法
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任务巩固
一、填空题
1.数控机床电气系统包
、
和
。
2.数控机床是集
、
、
、
为一体的自动化二、电气部分的维护
电气部分包括动力电源输入线路、继电器、接触器、 控制电路等
1.检查三相电源的电压值是否正常，有无偏相。 2.检查所有电气连接是否良好。 3.检查各类开关是否有效，若工作状态不良应更换。 4.检查各继电器、接触器是否工作正常，触点是否完 好，可利用功能试验程序，通过运行该程序确认各控制 器件是否完好、有效。 5.检验热继电器、电弧抑制器等保护器件是否有效。 以上电气保养每年检查、调整一次。
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三、选择题
1．数控机床PLC接受CNC装置的控制代码M（辅助功能）、S（主
轴功能）、T（刀具功能）等顺序动作信息，对其（ ）进行，
转换成对应的控制信号，。
A. 译码
B.纠错
C.编程 D.逻辑处理
2. 数控机床电气系统强电电路是指工作电压为（ ）V以上。
A.36
B.110
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计算机数控装置
三、伺服机构
伺服机构是数控机床的执行机构，由驱动和执行两大部 分组成。
常用的位移执行机构有功率步进电机、直流伺服电动机、 交流伺服电动机和直线电动机。
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伺服机构 a) 伺服电动机 b）驱动装置
四、检测装置
检测装置（也称反馈装置）对数控机床运动部件的位置及速 度进行检测，按有无检测装置，CNC机床可分为开环（无检测装 置）与闭环（有检测装置）数控机床。开环数控机床的控制精度 取决于步进电动机和丝杠的精度，闭环数控机床的精度取决于检 测装置的精度。
19. 数控系统中部分CMOS存储器中的存储内容在关机时靠电池供电保持，
一般采用锂电池或可充电的镍镉电池，电池电压降到一定值就会造成 丢失
。
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二、判断题（正确的划“√”，错误的划“×”）
1．强电是24V以上供电，以电器元件、电力电子功率器件为主组 成的电路。（ ）
2．数控机床的主要故障是机械系统的故障。（ ） 3．数控系统中的参数无需事先备份。（ ） 4．数控机床应尽量避免长期不用。数控机床长期不用时，为了 避免数控系统的损坏，应对数控系统进行定期维护保养。（ ） 5．数控机床的电气系统要具有高可靠性。（ ） 6. PLC装置是计算机数控系统的核心。（ ）
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数控机床电气连接的实物图
接线图
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实物图
实物示意图 强电连接的部分实物图
任务目标
1 掌握数控机床的电气组成 2 能对数控机床的电气系统进行维护 3 掌握数控机床的故障特点与维修方法
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：到工厂或实训车间中去参观数控机床的电气组成， 并由技术人员或教师简单介绍数控机床电气系统的作用，在参 观时要特别注意安全。
数控机床电气系统的组成
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数控机床的组成
数控机床电气系统的组成
一、操作装置
操作装置是操作人 员与数控机床（系 统）进行交互的工 具，主要由显示装 置、NC键盘、机床 控制面板（MCP） 、状态灯、手持单 元等组成
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显示装置
FANUC系统操作装置
3.数控机床电气系统是由 、
、
、
组成。
4.常用的脉冲当量为
。
5.按有无检测装置，CNC机床可分为
与
数控机床。
6.数控机床上常用的检测装置有
、
、
、磁栅、磁尺、双频激光干涉仪等。
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及 、
、
7.用于数控机床的PLC一般分为两类：
PLC和 PLC。
8.在数控机床中，PLC主要完成与
问题元件
。
易氧化与腐蚀件 电动／电磁开关、继电器与接触器触头、接插件接头、保险丝卡座、接地点等 。
易磨损件 易疲劳失效件
测速发电动机的炭刷、电动机的电刷、离合器的摩擦片、轴承、齿轮副、高频 动作的接触器。 含有弹簧元器件(多见于低压电器中)的弹性失效、常拖动弯曲的电缆断线等。
易松动移位件 机械手的传感器、定位机构、位置开关、编码器、测速发电机等。
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：学生先上网查询或到图书馆查资料后，在教师、工厂技 术人员的参与下讨论总结——数控系统维护中应特别关注的器件
器件
具体器件
易污染件 易击穿件
传感器(光栅／光电头／电动机整流子／编码器)、接触器的铁芯截面、过滤器、 风道、低压控制电器。 电容器、大功率管(晶闸管)
易老化与有寿命 存储器电池及其电路、光电池、光电阅读器的读带、继电器以及高频接触器等
控系统通电或让数控机床运行温机程序，在空气湿度大的雨季，应
该
开机一次，运行
，利用电气元件本身
发热驱走数控柜内的潮气，以保证电子元器件的性能稳定可靠。
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13. 数控系统维护中要特别关注的易击穿件有：
、
。
14. 数控机床的主要故障是
的故障，电气系统故障又以
上的低压电器故障为主。
一、数控系统的维护
1.严格遵守操作规程和日常维护制度 2.清洁机床电气箱热交换器过滤网
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清洁过滤网
3.防止灰尘进入数控装置内 4.定时清扫数控柜的散热通风系统及电机
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定期清洁数控机床上的各种电机
5.经常监视数控系统的电网电压 6.定期更换存储器用电池
有关的一些顺序
动作的I/O控制。
9.机床电气箱热交换器过滤网需要
清洁一次，车间环境
较差时需要
天清洁一次。
10.如果数控机床使用环境温度过高，造成数控柜内的温度超过
时，应及时加装空调装置。
11.通常，数控系统允许的电网电压波动范围在额定值的
之间。
12.数控机床长期不用时，为了避免数控系统的损坏应经常给数
11认识数控机床的电气 系统
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2020年4月6日星期一
模块一 数控机床电气维修的基础 任务一 认识数控机床的电气系统
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任务引入 任务目标 任务实施 知识内容 任务拓展 任务巩固
数控机床电气系统包括交流主电路、机床辅助功能控制电 路和电子控制电路。
NC 键盘
机床 控制 面板 MCP
二、计算机数控装置（CNC装置或CNC单元）
计算机数控（CNC）装置是计算机数控系统的核心。作用是 根据输入的零件程序和操作指令进行相应的处理（如运动轨迹处 理、机床输入输出处理等），然后输出控制命令到相应的执行部 件（伺服单元、驱动装置和PLC等），控制其动作，加工出需要 的零件。
(3)脱机诊断
2.功能程序测试法 (1)机床加工造成废品而一时无法确定是编程，操作不当、 还是数控系统故障时。 (2)数控系统出现随机性故障，一时难以区别是外来干扰， 还是系统稳定性不好。如不能可靠地执行各加工指令，可连续 循环执行功能测试程序来诊断系统的稳定性。 (3)闲置时间较长的数控机床在投入使用时或对数控机床进 行定期检修时。
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二、数控机床故障诊断与维修的方法
1.故障自诊断技术
(1)开机自诊断
(2)运行自诊断 1)CNC系统与机床之间的接口输入／输出信号状态。 2)CNC与PLC之间输入／输出信号状态。 3)PLC与机床之间输入／输出信号状态。 4)各坐标轴位置的偏差值。 5)刀具距机床参考点的距离。 6)CNC内部各存储器的状态信息。 7)伺服系统的状态信息。 8)MDI面板、机床操作面板的状态信息等。
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数控机床用电池
7.数控系统长期不用时的维护 数控机床应尽量避免长期不用。数控机床长期不用时，应 经常给数控系统通电或让数控机床运行温机程序，在空气湿度 大的雨季，应该2～3天开机一次，运行1～2 h，利用电气元件 本身发热驱走数控柜内的潮气，以保证电子元器件的性能稳定 可靠。而且，温机程序可使油膜均匀地覆盖在丝杠、导轨等部 件上，达到保护目的。 8.备用电路板的维护 印制电路板长期不用容易出现故障，数控机床中的备用电 路板，应定期装到数控系统中通电运行一段时间，以防损坏。
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光栅
光电编码器
五、可编程控制器
可编程控制器（Programmable Controller，简称PC）是一 种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工业环境下 应用而设计。
六、机床本体
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典型数控车床的机床本体
数控机床电气系统的维护
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7. 检测装置（也称反馈装置）只对数控机床运动部件的速度进行检 测。（ ） 8. 控制代码M（辅助功能）、S（主轴功能）、T（刀具功能）是由 CNC发出。（ ） 9. 电器元件有使用寿命限制，正常使用下会大大降低寿命。（ ） 10. 数控系统只要正常使用，电器元件不会老化和损坏。（ ） 11. 印制电路板长期不用容易出现故障，因此，数控机床中的备用电 路板，应定期装到数控系统中通电运行一段时间，以防损坏。（ ） 12. 闭环数控机床的精度取决于丝杠的精度。（ ） 13. 检测装置通常安装在机床的工作台、丝杠或驱动电动机转轴上， 相当于普通机床的执行机构和人的四肢。（ ）